在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中,由于失重,因此无法利用天平称出物体的质量,科学家们用下述方法巧妙地测出了一物块的质量.将一带有推进器、总质量为m=5kg的小滑车静止放在一平台上,平台与小车间的动摩擦因数为0.25,开动推进器,小车在推进器产生的恒力作用下从静止开始运动,测得小车前进1.25m历时5s.关闭推进器,将被测物块固定在小车上,重复上述过程,测得5s内小车前进了1.00m.问:科学家们用上述方法测得的物块的质量M是多少?
解:根据x=
得,小车的加速度a=
.
则恒力F=ma=0.5N.
根据x′=
得,整体的加速度a′=
则整体的质量M+m=
则物体的质量M=1.25kg.
答:测得的物块的质量M是1.25kg.
分析:根据小车前进的位移和时间求出运动的加速度,再根据小车和物块整体运动位移和时间求出加速度,运用牛顿第二定律求出物块的质量.
点评:本题综合运用牛顿第二运动定律和运动学规律,注意物体不受摩擦力,因为处于失重状态,对支撑面的压力为0.